ROBISON OHTA GESTÃO DA MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE EM PONTES ROLANTES

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1 ROBISON OHTA GESTÃO DA MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE EM PONTES ROLANTES Guaratinguetá 2013

2 ROBISON OHTA GESTÃO DE MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE EM PONTES ROLANTES Trabalho de Graduação para apresentar ao Conselho de Curso de Graduação em Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, como parte dos requisitos para obtenção do diploma de Graduação em Engenharia Mecânica. Orientador: Prof. Dr Messias Borges Silva Guaratinguetá 2013

3 O38g Ohta, Robison Gestão da Manutenção Centrada na Confiabilidade em Pontes Rolantes/ Robison Ohta Guaratinguetá, f : il. Bibliografia: f Trabalho de Graduação em Engenharia Mecânica Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, Orientador: Prof. Dr. Messias Borges Silva 1. Confiabilidade (Engenharia) 2. Pontes rolantes I. Título CDU

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5 A minha família e a todos os meus amigos, que ao longo desses anos, ajudaram de alguma forma no meu crescimento pessoal e profissional, dedico essa especial homenagem.

6 AGRADECIMENTOS Aos meus pais, Takechi e Carmem e ao meu irmão Anderson, que apesar das dificuldades enfrentadas, sempre me apoiaram e deram suporte aos meus estudos. A minha namorada Louise que sempre me incentivou e me ajudou a enfrentar as inúmeras dificuldades para que este trabalho fosse realizado. Ao professor Dr. Messias Borges Silva pela oportunidade de desenvolver o tema proposto neste trabalho e por toda assessoria oferecida ao longo do desenvolvimento do projeto. A toda equipe de manutenção da Amsted-Maxion pelo auxilio durante a execução desse trabalho, na orientação e disponibilizando dados de manutenção para que este estudo fosse possível. A empresa Intervet Schering Plought Animal Health pela primeira oportunidade de desenvolvimento profissional na função de estagiário na área da Engenharia de Manutenção e todo o suporte oferecido para o começo do aprendizado no mercado de trabalho. Aos funcionários da biblioteca que sempre estavam dispostos a ajudar durante o período da faculdade. E principalmente a Deus, por me ter dado a oportunidade de realizar mais um sonho em minha vida.

7 A menos que modifiquemos a nossa maneira de pensar, não seremos capazes de resolver os problemas causados pela forma como nos acostumamos a ver o mundo Albert Einstein

8 OHTA, R. Gestão da Manutenção Centrada na Confiabilidade em Pontes Rolantes f. Trabalho de Graduação (Graduação em Engenharia Mecânica) Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, RESUMO O objetivo deste trabalho é executar um estudo aplicando a metodologia da Manutenção Centrada na Confiabilidade MCC a um grupo de pontes rolantes pertencentes a Amsted-Maxion de Cruzeiro, SP. O trabalho consiste em uma apresentação da manutenção, os motivos pelos quais cada vez mais pessoas se preocupam com manutenção, fazendo uma apresentação dos tipos de manutenção, suas características peculiares e em seguida fazer um estudo onde é identificada a funcionalidade requerida pelo equipamento em estudo, identificado os modos de falha e suas causas prováveis e então detalhar os efeitos e conseqüências destas falhas. Com isso avaliaremos a criticidade destas falhas e identificaremos as conseqüências mais significantes que afetam a segurança, a disponibilidade ou custo de operação do equipamento e permitir uma seleção das tarefas mais adequadas para os modos de falhas identificados. Também poderemos apresentar melhor o equipamento ponte rolante, seus principais componentes, verificar se houve ou não melhorias no equipamento depois da aplicação da MCC e fazer uma analise atual da manutenção na Amsted-Maxion. PALAVRAS-CHAVE: Manutenção, Confiabilidade, Disponibilidade, Ativos, Falhas.

9 OHTA, R. Gestão da Manutenção Centrada na Confiabilidade em Pontes Rolantes f. Trabalho de Graduação (Graduação em Engenharia Mecânica) Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, ABSTRACT The objective of this work is to perform a study applying the methodology of Reliability Centered Maintenance - MCC to a group of cranes belonging to Amsted -Maxion in Cruzeiro SP. The work consists of a presentation of maintenance, the reasons why more and more people worry about maintenance, making a presentation on the types of maintenance, its peculiar characteristics and then do a study where you identified the functionality required by the equipment under study, identified failure modes and their probable causes, and then detail the effects and consequences of these failures. With that evaluate the criticality of these failures and identify the most significant consequences that affect safety, availability or cost of equipment operation and allow a selection of the most appropriate tasks for the identified failure modes. We will also present best crane equipment, its main components, verify that there was or not improvement in the machine after the application of MCC and make a current analysis of maintenance in Amsted Maxion. KEYWORDS: Maintenance, Reliability, Avaliability, Activits, Failures.

10 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Crescimento das expectativas de manutenção...17 Figura 2: Mudança de visão da falha dos equipamentos...19 Figura 3: Técnicas de manutenção em processos de modificação Figura 4: Manutenção Corretiva...22 Figura 5: Manutenção Preventiva...24 Figura 6: Manutenção Preditiva...25 Figura 7: Os oito pilares de sustentação da Manutenção Produtiva Total...27 Figura 8: Estrutura de classificação das falhas...30 Figura 9: Exemplo de ponte rolante acionada por botoeira...41 Figura 10: Partes que compõem uma ponte rolante...42 Figura 11: Abrangência da Engenharia de Manutenção na Amsted-Maxion...45 Figura 12: Produção anual brasileira de fundidos (até 2009)...46 Figura 13: Fluxo de planejamento de Manutenção...48 Figura 14: Estágios de excelência em manutenção da Amsted-Maxion...52 Figura 15: Frente do relatório para estudo de 8D...55 Figura 16: Verso do relatório do estudo de 8D...56 Figura 17: Pareto de falhas da ponte rolante F Figura 18: Downtime gerado para a ponte rolante F

11 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Divisão dos sistemas de uma ponte rolante...53 Tabela 2: Trecho do FMEA para pontes rolantes, contemplando o caminho de rolamento...55

12 LISTA DE QUADROS Quadro 1: Formulário FMEA sugerido pela norma ISO Quadro 2: Pontes rolantes da Amsted-Maxion de Cruzeiro...47 Quadro 3: Fluxo de planejamento de manutenção...48 Quadro 4: Estágios de excelência em manutenção da Amsted-Maxion...52 Quadro 5: Comparação entre a sistemática atual de manutenção da empresa e a MCC...59

13 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS MCC Manutenção Centrada na Confiabilidade RCM Reliability Centered Maintenance MC Manutenção Corretiva ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas MP Manutenção Preventiva MTBF Mean Time Between Failure MTTR Mean Time to Repair MPd Manutenção Preditiva NRB Norma Regulamentadora Brasileira TPM Total Productive Maintenance MPt Manutenção Produtiva Total JIPM Japan Institute of Plant Maintenance FMEA Failure Mode and Effects Analysis NPR Número de Prioridade de Risco IQA Instituto de Qualidade Automobilística ISO International Organization for Standardization NASA National Aeronautics and Space Administration. TMEF Tempo Médio entre Falhas TMPR Tempo Médio para Reparo TMEM Tempo Médio entre Manutenção TMP Tempo Médio de Paralisação TMPM Tempo Médio para Manutenção MFOT Mean Forced Outage Time ABIFA Associação Brasileira de Fundição ICP Índice de Cumprimento do Plano LPU Lição de Ponto Único LPP Lição de Ponto a Ponto OS Ordem de Serviço MPT Manutenção Preventiva Baseada no Tempo MPC Manutenção Preventiva Baseada na Condição MM Manutenção de Melhoria

14 SUMARIO 1 INTRODUÇÃO APRESENTAÇÃO REVISÃO DA LITERATURA DEFINIÇÃO HISTÓRICA DA MANUTENÇÃO Primeira Geração Segunda Geração Terceira Geração TIPOS DE MANUTENÇÃO Manutenção Corretiva Manutenção Preventiva Manutenção Preditiva TPM (TOTAL PRODUCTIVE MAINTENANCE) MPT (MANUTENÇÃO PRODUTIVA TOTAL) RCM (RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE) MCC (MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE Seqüência de implementação Falhas FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) Confiabilidade, Disponibilidade e Manutenabilidade GESTÃO DA MANUTENÇÃO Plano de manutenção Cadastro e codificação dos equipamentos Manutenção por oportunidade OS COMPONENTES DE UMA PONTE ROLANTE E SUAS FUNÇÕES A GESTÃO DA MANUTENÇÃO NA AMSTED-MAXION A ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO E A AMSTED-MAXION A NECESSIDADE DE OTIMIZAR A DISPONIBILIDADE E A CONFIABILIDADE A MANUTENÇÃO NA AMSTED-MAXION CRITÉRIOS PARA APLICAÇÃO DO CICLO DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA...47

15 3.5 ESCOPO DAS REVISÕES ANÁLISE DOS DADOS OBTIDOS A MANUTENÇÃO PREVENTIVA CÍCLICA E SUAS DEFICIÊNCIAS OS COMPONENTES DE UMA PONTE ROLANTE E SUAS FUNÇÕES IMPLEMENTAÇÃO DA MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE PREPARAÇÃO DO ESTUDO SELEÇÃO DO SISTEMA DO OBJETO DE ESTUDO ANÁLISE DAS FUNÇÕES E SUAS FALHAS FUNCIONAIS SELEÇÃO DOS ITENS FÍSICOS CRÍTICOS DO SUBSISTEMA ANÁLISE DOS MODOS DE FALHA E EFEITOS SELEÇÃO DAS TAREFAS DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA PLANO DE MANUTENÇÃO MCC COMPARAÇÃO ENTRE OS PLANOS DE MANUTENÇÃO ATUAL E O PROPOSTO PELA MCC CONCLUSÕES...60 REFERÊNCIAS...62 ANEXO A Check-list do sistema mecânico das pontes rolantes...64 ANEXO B Check-list do sistema elétrico das pontes rolantes...65 ANEXO C Cronograma das pontes rolantes para o mês de Novembro

16 14 1. INTRODUÇÃO 1.1 Apresentação A manutenção vem ganhando muita importância nos últimos anos, principalmente pelo maior fluxo de informações, onde existe uma constante modificação nos cenários produtivos mundiais, fazendo com que os ganhos com a produtividade, por menores que sejam, são obrigatórios para sua sobrevivência, A maior competição entre as empresas fazem com que seja preciso produzir com mais qualidade sem aumentar os custos. Através da maior produtividade e competitividade dos produtos, a produção mecanizada e automatizada vem garantindo à linha de produção um melhor produto, em grandes volumes a um custo cada vez mais reduzido. Esta mudança deve-se a maquinas mais potentes, mais velocidades e com custos maiores, onde só será possível este equipamento desempenharem seu papel quando tiverem o rendimento de suas funções básicas constantes sem afetar a segurança e o meio ambiente. Assim a qualidade de uma produção depende cada vez mais de um bom funcionamento dos equipamentos e de todas as instalações da produção, gerando um aumento significativo na tarefa da gestão industrial, resultando em uma busca intermitente na aplicação de novas tecnologias, metodologias e filosofias. Segundo Moubray (2000), o objetivo da manutenção é assegurar que os itens físicos continuem a fazer o que seus usuários desejam que eles façam, ou seja, que mantenham sua capacidade funcional de operação. Ainda segundo Moubray, o velho paradigma da manutenção é otimizar a disponibilidade da planta a um mínimo custo e o novo paradigma da manutenção afeta todos os aspectos do negócio, como segurança, integridade ambiental, eficiência energética, qualidade do produto que são fatores que influenciam na disponibilidade da planta e em seus custos. A Amsted-Maxion é a empresa na qual este trabalho foi desenvolvido, o equipamento em foco é pontes rolantes pelo fato de que as informações sobre todos os aspectos da Manutenção para estes equipamentos ocorrem de maneira mais fácil, pois o contato direto com este ambiente produz resultados mais precisos. Somando-se a isso, a empresa também está passando por uma mudança na cultura da gestão da manutenção, com a utilização de diversas ferramentas para o estudo básico para os primeiros passos da Manutenção Centrada na Confiabilidade. Para alcançar o crescimento de seu negócio, a empresa deve manter a condição de seus ativos em um nível básico para a produção, visando minimizar custos e maximizar lucros. E é

17 15 nesta visão que uma manutenção coerente e eficaz trabalha para manter os equipamentos disponíveis e atender a demanda é o foco. O objetivo principal deste trabalho é diagnosticar o atual modelo de gestão da manutenção na Amsted-Maxion, analisar as necessidades de implementação da manutenção centrada na confiabilidade e demonstrar a proposta de um novo modelo de gestão da manutenção para a empresa. Como o planejamento da manutenção é algo complexo devido a restrições que sobrepõem ao processo de manutenção, as empresas, como a Amsted-Maxion, devem manter sua finalidade de produzir bens e para que se coloque um equipamento a disposição da manutenção, é preciso analisar se há recursos suficientes para atender toda a produção, se há mão de obra disponível, peças e material necessário. Outro fator importante são os custos envolvidos. Quando o número de quebras numa empresa é alto, os custos com ações corretivas são diretamente proporcionais. Mas se o planejamento de manutenção for realizada de forma equivocada, poderá acarretar despesas desnecessárias com troca de peças indevida ou utilização inadequada da mão de obra disponível, fazendo com que o estudo da gestão da manutenção seja de grande importância na busca de otimização e melhoria nos processos por profissionais da engenharia. E como na Amsted-Maxion a disponibilidade dos ativos possui uma grande importância, a responsabilidade do setor de manutenção tem uma magnitude substancial, onde seu desempenho tem relação direta com as metas e objetivos de produtividade da empresa. Assim, a metodologia para a realização deste trabalho consistiu nas seguintes etapas: Primeira, uma grande pesquisa nos documentos e procedimentos que definem o atual modelo de gestão da manutenção da empresa. Segunda, uma coleta nos bancos de dados da Amsted- Maxion que registram as ocorrências de falhas dos ativos e as ordens de serviço emitidas para o ativo (ponte rolante). Terceira, uma análise dos dados e a geração de resultados através de planilhas eletrônicas para melhor visualização da situação e por fim, uma procura por informações para dar embasamento na demonstração proposta de modelo para gestão da manutenção. Para isso, o foco está no estudo nas pontes rolantes pertencentes a fábrica da Amsted- Maxion de Cruzeiro SP, pois devido a maior quantidade deste tipo de equipamento na planta, existe uma facilidade em obter informações relacionadas a todos os tipos de manutenção, ajudará a manter o foco na analise dos resultados.

18 16 2. REVISÃO DA LITERATURA Neste capitulo será apresentado os fundamentos teóricos sobre a qual será desenvolvida a implementação da manutenção centrada na confiabilidade, integrada ao modelo de gestão de manutenção para aplicação em pontes rolantes. 2.1 Definição histórica da Manutenção Durante as últimas décadas, o gerenciamento da manutenção teve um grande crescimento e esta alteração no enfoque pode ser atribuída a vários fatores: ao aumento na diversidade e na quantidade de itens físicos que necessitam serem mantidos em todo o mundo, a projetos cada vez mais complexos, a novas técnicas de manutenção, novos enfoques, novas responsabilidades e diferentes organizações. A crescente conscientização do quanto uma falha no equipamento pode afetar a segurança e o meio ambiente, a relação entre manutenção e a qualidade do produto e a pressão em garantir a alta disponibilidade dos ativos fixos e conter os custos também contribuíram para esta modificação. Estas alterações colocam em prova as atitudes e habilidades de todas as pessoas ligadas aos segmentos da indústria. O pessoal de manutenção passaram elaborar formas totalmente novas de pensar e agir, ao mesmo tempo em que tornaram mais evidentes as limitações dos sistemas de manutenção, mesmo eles sendo cada vez mais computadorizados, fazendo com que gerentes de todas as partes busquem novas abordagens para a manutenção para evitar equívocos de prazos de início e fim que sempre acompanham grandes modificações e encontrar um esquema que sintetize os novos avanços em um modelo em que se possa avaliálos para aplicar aqueles com maior probabilidade de ser de grande valor para eles e suas empresas. Assim, a antiga associação do termo manutenção apenas para a conservação de instrumentos e ferramentas, prática observada historicamente desde os primórdios da civilização, passando pela época das primeiras máquinas têxteis a vapor do começo do século XVI, em que aquele que projetava as máquinas treinava as pessoas para operarem e consertarem, intervindo apenas em casos extremos, fazendo do operador o mantenedor do equipamento, passa a ter um novo significado e com uma maior abrangência, fato este que fez John Moubray (2000) descrever estas mudanças em três principais gerações delineadas conforme Figura 1.

19 17 Figura 1: Crescimento das expectativas de manutenção Fonte: MOUBRAY (2000) A Primeira geração: Abrange até a II Guerra Mundial, período em que a indústria não era altamente mecanizada, fazendo com que a paralisação à espera de recuperação de falhas não tenha muita importância. Isso significa que a prevenção contra falhas não era uma prioridade nesta época, somado ao fato de que os equipamentos eram de funcionamento simples e, em grande parte deles, superdimensionados, tornando-os fáceis de consertar e de simples manutenibilidade, bastando apenas uma simples limpeza, assistência e lubrificação sem necessidades de grandes habilidades A Segunda geração: Durante a II Guerra Mundial, as coisas mudaram drasticamente. Neste período, a demanda por bens de todos os tipos aumenta, enquanto que o suprimento de mão de obra industrial diminui expressivamente. Este fato levou ao aumento da mecanização, sendo que por volta da década de 50, as máquinas já se tornavam mais numerosas e complexas, criando uma dependência delas pela indústria. E devido a esta dependência, o tempo de paralisação passou a ser importante no sentido de evitá-las, fato este que resultou no conceito de manutenção preventiva. Durante os anos 60, este conceito consistia em basicamente efetuar revisões gerais no equipamento em períodos fixos. Os custos da manutenção também aumentaram de forma maior do que outros custos operacionais, contribuindo para o crescimento dos sistemas de planejamento e controle da manutenção. Isto colaborou para manter a manutenção controlada e fazer com que os

20 18 montantes do capital investido em ativos, junto com o custo com o capital a levar as pessoas buscarem novos meios para aumentar a vida útil dos ativos A Terceira geração: A partir dos anos 70, os processos de mudanças nas indústrias começam a crescer exponencialmente. A paralisação da produção, algo que sempre diminuiu a capacidade de produção, tornou os custos mais altos e afetou a qualidade dos produtos era uma preocupação generalizada. Na manufatura, os efeitos dos períodos de paralisação foram cada vez mais agravados pela tendência mundial de utilizar sistema de produção Just In Time, onde estoques reduzidos para uma produção em andamento significavam pequenas pausas na produção, algo que conseqüentemente atrasaria a entrega do produto poderiam paralisar a fábrica. O crescimento da automação e da mecanização passou a indicar que a confiabilidade e disponibilidade tornaram-se pontos importantes em todos os setores da industria. A maior automação nos mostra que as falhas, cada vez mais freqüentes, afetam nossa capacidade em manter padrões de qualidade estabelecidos, seja ele de serviço ou de qualidade do produto. A terceira geração reforçou-se o conceito de manutenção preditiva, com a iteração entre as fases de implantação de um sistema, a disponibilidade e a confiabilidade mais evidentes. Observando a Figura 2, percebemos como a concepção primordial da falha era simplesmente de que quando as coisas estavam envelhecendo, elas estavam mais próximas de falhar. A crescente conscientização de mortalidade infantil levou à crença generalizada da Segunda Guerra na curva da banheira. Entretanto, a pesquisa da Terceira Geração mostrou que não um ou dois, mas seis tipos de falha ocorrem efetivamente na prática. Hoje em dia a indústria em geral tem dado uma demasiada atenção para que o trabalho de manutenção seja feito corretamente (fazer certo o trabalho), mas é necessário que seja feito muito mais para assegurar que as ações que estão sendo planejadas sejam aquelas que realmente devam ser planejadas.

21 19 Figura 2: Mudança de visão da falha dos equipamentos. Fonte: MOUBRAY (2000) O crescimento explosivo de novos conceitos e técnicas de manutenção fizeram modificar a clássica ênfase em revisões gerais e os sistemas administrativos cresceram para incluir muitos novos desenvolvimentos em um número de campos diferentes, conforme visto na Figura 3, como a implementação de novas ferramentas de suporte a decisões, novas técnicas de manutenção, projetos de equipamentos e mudança no pensamento empresarial. Figura 3: Técnicas de manutenção em processos de modificação. Fonte: MOUBRAY (2000) Hoje o principal desafio da manutenção é, além de aprender quais são as técnicas de manutenção, saber quais são úteis ou não para a sua própria organização. Se fizermos escolhas certas, é possível melhorar o desempenho dos itens e até conter ou reduzir os custos de manutenção. Se as escolhas forem erradas, corre-se o risco de criar novos problemas enquanto os que já existem ficam pirores. Este esforço para que os mantenedores estejam

22 20 além de fazer certo, também fazer corretamente o trabalho de manutenção, levou a um processo de tomada de decisão dentro da industria aeronáutica conhecido como MSG3 e fora dela como Manutenção Centrada na Confiabilidade (MCC) ou em inglês, Reliability Centered Maintenance (RCM). O reconhecimento crescente a nível mundial das funções chaves exercidas pelo MCC na elaboração de técnicas para a manutenção de ativos físicos e de se aplicar o MCC corretamente levaram a Associação Americana de Engenheiros Automotivos a publicar a norma SAE Standard JÁ 1011: Critérios de avaliação para processo de manutenção centrada na confiabilidade. (MOUBRAY, 2000). 2.2 Tipos de Manutenção. Os tipos de manutenção, segundo Siqueira (2005), também são classificados conforme a atitude do usuário diante as falhas. Com isso, são seis categorias normalmente identificadas, sob este aspecto: Manutenção Corretiva; Manutenção Preventiva; Manutenção Preditiva; Manutenção Proativa; Manutenção Produtiva; Manutenção Detectiva. A Manutenção Corretiva destina-se a corrigir falhas que já tenham ocorrido. A Manutenção Preventiva tem como principal propósito, prevenir e evitar a conseqüência destas falhas. A Manutenção Preditiva busca a previsão ou antecipação destas falhas através de medições onde é possível analisar a evolução de uma falha a tempo de ser corrigida. Semelhantemente, a manutenção detectiva procura detectar as falhas que já tenham ocorrido, mas que não são percebidas. A Manutenção Produtiva tem como objetivo garantira a melhor utilização e a maior produtividade do equipamento e por fim, a Manutenção Proativa, onde a experiência é utilizada para otimizar o processo e o projeto de novos equipamentos, em uma atitude proativa de melhoria continua (SIQUEIRA, 2005).

23 Manutenção Corretiva (MC). Dentre as políticas tradicionais, a Manutenção Corretiva (MC) é a mais antiga e a mais usada, sendo usada em qualquer empresa que possua itens físicos, seja qual for o nível de planejamento da manutenção. É caracterizada por reações para a correção da falha ou desempenho menor do que o esperado. A MC teve inicio na década de 1910, devido a Primeira Guerra Mundial e a Revolução Industrial implementada por Henry Ford em 1913 (TAVARES, 1999). Na época, apresentouse como a melhor solução para a maioria dos problemas existentes, já que as máquinas eram robustas e simples, eficientes para atender a baixa exigência na demanda da produção. Contudo, com as mudanças de necessidades impostas pelo mercado demandaram o aprimoramento desta política em meados de 1950 como uma prática diretamente ligada à conservação de itens. Segundo Moubray (2000), a MC é qualquer atividade de manutenção que exija a correção de uma falha ocorrida ou que esteja em processo de ocorrência. Esta atividade pode consistir em reparo, restauração ou substituição de um componente. Para a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT 1994) MC é a manutenção efetuada à ocorrência de uma pane, destinada a recolocar o item em condições de executar uma função requerida. Como podemos observar na Figura 4, a manutenção corretiva não planejada de um determinado equipamento ou sistema, onde o tempo de falha é aleatório e t0 t1 é diferente de t2 t3. Esta figura representa equipamentos que apresentam uma queda de rendimento com o tempo onde o aspecto das curvas é apenas didático, não devendo ser considerado que o equipamento apresenta uma queda de rendimento logo após entrar em operação. O patamar da estabilidade pode ser bastante grande seguido de uma queda gradual e abrupta no rendimento. É importante observar que tem equipamentos que não possuem este padrão de comportamento, apresentando um comportamento constante ao longo do tempo, seguindo de uma falha instantânea. Um exemplo clássico deste comportamento são as lâmpadas.

24 22 Figura 4: Manutenção Corretiva. Fonte: KARDEC & NASCIF (2001) A vantagem oferecida pela MC é a não exigência de um planejamento estratégico, mesmo que ainda assim necessite um certo nível ferramental, manuais, peças de reposição e técnicos treinados para a execução das tarefas. Mas como conseqüência resulta num grande volume em estoque de peças sobressalentes, em insegurança e paradas caras, inconvenientes e demoradas Manutenção Preventiva (MP). Todas as incertezas e transtornos causados pela adoção de um único método de manutenção, a Manutenção Corretiva, foram aumentando gradativamente durante o início do século passado e acarretaram em uma necessidade de ter uma planta mais confiável para atender a demanda da Segunda Guerra Mundial. As indústrias já incorporaram maiores riscos neste ponto do tempo, equipamentos e máquinas tornaram-se mais complexos e de difícil manutenção e com isso a indisponibilidade constante na MC já não eram mais toleradas. Assim, por volta de 1950 a indústria alemã, incentivada e pressionada pela guerra, percebeu que a falha poderia e deveria ser prevenida, observando que todos os itens possuem um tempo-limite de vida, exigindo revisões ou restaurações programadas preventivamente. A partir desta data, a revisão dos itens passou a ser baseada em estatísticas de histórico de falhas e experiência dos mantenedores, realizada em intervalos fixos de tempo ou ciclos executados pelo sistema ou item. Esta política passou a se chamar Manutenção Preventiva (MP) ou manutenção baseada em um intervalo de tempo. Segundo Lafraia (2001), a MP procura reter o sistema em estado operacional ou disponível através da prevenção de ocorrência de falhas. Isto pode ser feito através de

25 23 controles, inspeções e serviços como limpeza, lubrificação, calibração, detecção de defeitos. Já Kardec (2003) diz que Manutenção Preventiva é a atuação realizada de forma a reduzir ou evitar a falha ou a queda de desempenho, obedecendo a um plano previamente elaborado com base em intervalos definidos de tempo. Na MP, o mais importante elemento de análise é o tempo médio entre as falhas ou MTBF do inglês Mean Time Between Failure, que é obtido por meio do histórico de reparos, determinando o período da MP. Outra forma de determinação do MTBF é o ensaio ou estudo do equipamento até a exaustão, o que requer laboratórios de teste especializados. A ABNT (1994) classifica MP como manutenção efetuada em intervalos predeterminados, ou de acordo com critérios prescritos, destinada a reduzir a probabilidade de falha ou a degradação do funcionamento de um item. Para que ocorra a MP, deve-se estabelecer uma programação com ações previamente estabelecidas que garantam a realização dessas atividades com equipamentos corretos e no tempo estimado. Assim, o primeiro passo para o estabelecimento desta programação é o cadastramento dos equipamentos, o qual deve conter todas as informações necessárias como a sua localização, identificação, regime de operação e tempo de utilização. Após inventariar todos os equipamentos, define-se a prioridade deles, sempre priorizando a maior eficiência e otimizando os recursos disponíveis, e para este programa começar a entrar em operação, alguns pressupostos devem começar a serem adotados como: manuais dos equipamentos contemplando todos os seus procedimentos de inspeção, limpeza, lubrificação, testes funcionais e de segurança, ferramentas e materiais de consumo utilizados. Deve-se também possuir uma programação de suas peças sobressalentes, uma freqüência de realizações das inspeções, um dimensionamento da equipe técnica para estabelecer manutenções de rotina e efetuar um registro de todas as atividades. Se houver êxito na implementação da MP, haverá benefícios como redução no estoque de itens sobressalentes, algo que impacta diretamente na diminuição do custo de estocagem. Existirá também a redução no número de falhas em grande escala ou catastróficas, nos riscos de acidentes de serviço e na redução no número de paradas não programadas. Mas também existem alguns pontos desfavoráveis ao programa de Manutenção Preventiva, tais como a necessidade de paradas dos equipamentos para a realização das atividades previamente programadas, uma manutenção excessiva para componentes com taxa de falha muito mais baixa que a freqüência da MP, a possibilidade de falha de manutenção induzidas e a necessidade de um histórico de falhas extenso e confiável.

26 24 A Figura 5 mostra claramente que este tipo de manutenção procura evitar a ocorrência de falhas, ou seja, prevenir. Com intervenções preventivas em intervalos de tempos prédeterminados, mantém-se o desempenho e a performance do equipamento. Figura 5: Manutenção Preventiva. Fonte: KARDEC & NASCIF (2001) Manutenção Preditiva. (MPd) A Manutenção Preditiva (MPd) é o conceito mais moderno de manutenção, onde se acompanha o comportamento de diferentes partes do equipamento ou identifica-se um componente com desempenho diferente do esperado e, uma vez constatada a anomalia, executa-se a manutenção. Para Kardec e Nascif (2001), a MPd é a atuação realizada com base em modificação dos parâmetros de condição ou desempenho, cujo acompanhamento obedece uma sistemática. Segundo a NBR-5462 (1994), o termo manutenção preditiva pode ser definido como o tipo de manutenção que garante uma qualidade de serviço desejada, com base na aplicação sistemática de técnicas para medição e análise, utilizando-se de meios de supervisão ou de amostragem, para reduzir o mínimo à manutenção preventiva e diminuir a manutenção corretiva. Também, de acordo com Tavares (1999), entende-se por controle preditivo da manutenção a determinação de um ponto ótimo para executar a manutenção preventiva em um equipamento, ou seja, o ponto a partir do qual a probabilidade do equipamento falhar assume valores indesejáveis. Portanto, para Kardec e Nascif (2001), as condições básicas para se adotar a manutenção preditiva são as seguintes:

27 25 O equipamento, sistema ou instalação devem permitir algum tipo de monitoramento e/ou medição. O equipamento, sistema ou instalação devem merecer este tipo de ação, em função dos custos envolvidos. As falhas devem ser oriundas de causas que possam ser monitoradas e ter sua progressão acompanhada. Seja estabelecido um programa de acompanhamento, análise e diagnóstico sistematizado. A principal vantagem da MPd é a diminuição dos custos devido as paradas periódicas e da probabilidade de introduzir possíveis novas fontes de defeitos. Também podemos citar como vantagens o aumento médio do tempo entre as revisões, a eliminação das panes não atendidas, a diminuição das peças de reposição no estoque, a diminuição no custo de cada intervenção, a eliminação da substituição de algum componente que ainda esteja em boas condições de operação e a minimização das paradas não programadas durante a operação do equipamento. A Figura 6 ilustra a manutenção preventiva, indicando a performance esperada do equipamento, sua esperada queda de performance e seus níveis toleráveis para alarme de perda de desempenho e nível admissível de desempenho. Também é apontado nesta figura o tempo para o planejamento da manutenção e a duração desta intervenção corretiva planejada (t1-t2). Figura 6: Manutenção Preditiva. Fonte: KARDEC & NASCIF (2001)

28 TPM (Total Productive Maintenance) MPt (Manutenção Produtiva Total). A TPM, ou MPt em português, é uma das metodologias mais modernas e mais utilizadas na indústria, sendo utilizada desde os anos 70 (KARDEC & NASCIF, 2001), com origem dos seus princípios nos Estados Unidos, porém teve reconhecimento mundial somente após o aprimoramento e a sistematização feitos no Japão pela equipe de manutenção da Nippon Denso (Toyota), que lhe agregou princípios já conhecidos da MP, da manutenção do sistema de produção incorporados à prevenção da manutenção e a engenharia de confiabilidade. Este método propõe uma nova visão da manutenção, na qual a função de mantenedor é incorporada ao operador, aproveitando-se da sua experiência e habilidade e conhecimento para preservar os equipamentos, a integridade das instalações e o auxilio na manutenção, tornando um funcionário operador e mantenedor. Podemos considerar a TPM como uma filosofia de gestão empresarial que está focada na total disponibilidade do equipamento para a produção. E esta filosofia deve ser seguida por todos os segmentos da empresa, dos cargos de alta gerência até o operador do equipamento, para alcançar a Perda Zero no equipamento e Zero Defeito no produto para fazer com que a empresa seja inserida na filosofia global, que é cada vez mais aumentar a produtividade. As atividades envolvidas pelo TPM visam diversos aspectos dentro do sistema de produção, que foram classificadas como as seis grandes perdas que são: perdas por quebra, perdas por troca de ferramentas e regulagens, perdas por operação em vazio ou em espera, perdas por redução da velocidade com relação ao padrão, perdas por defeitos da produção e perdas por queda de rendimento. Para eliminação destas perdas, foram implementadas oito atividades designadas pelo Japan Institute of Plant Maintenance (JIPM) como oito pilares de sustentação do TPM, ilustradas na Figura 7, que são: Melhoria individual do equipamento para elevar sua eficiência. Elaboração de uma estrutura de manutenção autônoma do operador. Elaboração de uma estrutura de manutenção planejada, realizada pelo departamento de manutenção. Elaboração de uma estrutura de controle inicial do equipamento. Treinamentos para melhorar as habilidades, tanto dos operadores quanto dos técnicos de manutenção. Manutenção visando à melhoria da qualidade.

29 27 Gerenciamento. Segurança, higiene e meio ambiente. Figura 7: Os oito pilares de sustentação da Manutenção Produtiva Total. Fonte: KARDEC & NASCIF (2001) Atualmente milhares de empresas no mundo inteiro adotam o TPM, sendo sua grande maioria pertencente ao Japão. Mas já existe um número considerável de empresas pertencentes ao sudeste asiático (Tigres Asiáticos), Europa, América do Norte e do Sul com destaque ao Brasil que começam a adotar esta metodologia. Mas no Brasil infelizmente existem muitos erros de aceitação e implementação do TPM, principalmente devido a falta de conhecimento, onde acreditam que é só a manutenção realizar a manutenção mais simples o que resulta numa péssima utilização deste sistema. 2.4 RCM (Reliability Centered Maintenance) MCC (Manutenção Centrada na Confiabilidade) A confiabilidade dos equipamentos e sistemas é hoje em dia uma das principais preocupações em todos os setores da indústria por focalizar os riscos a segurança operacional, ao meio ambiente e a otimização dos recursos. Ela começou a ser estudada para o desenvolvimento de disciplinas voltada a engenharia da qualidade durante os anos 50 muito mais para estimar a confiabilidade dos componentes, sistemas mecânicos e elétricos, mas foi a

30 28 partir do final dos anos 60 e começo dos anos 70, no setor de transporte aéreo que conduziu o desenvolvimento dos conceitos da Manutenção Centrada na Confiabilidade (MCC). Siqueira (2005) afirma que a origem da MCC está relacionada a processos tecnológicos e sociais que desenvolveu depois da Segunda Guerra Mundial. No campo da tecnologia, foi de grande importância às pesquisas das indústrias bélicas americana, seguidas pela automação industrial em escala mundial viabilizadas através da evolução da informática e das telecomunicações presente em todos os aspectos da sociedade atual. Já Moubray (2000) diz que a MCC é chamado de Reliability Centered Maintenance porque reconhece que a manutenção só pode recuperar a capacidade interna ou a confiabilidade inerente de qualquer item, ou seja, é um processo para determinar o que precisa ser feito para assegurar que qualquer item físico continue a cumprir as funções desejadas do contexto operacional atual Seqüência de implementação Ainda para Siqueira (2005), a metodologia da MCC esta estruturada numa seqüência composta por sete etapas, que são: Seleção do sistema e coleta de informações. Análise de modos de falhas e efeitos. Seleção das funções significantes. Seleção das atividades aplicáveis. Avaliação da eficácia das atividades. Seleção das atividades aplicáveis e efetivas. Definição da periodicidade das atividades. A primeira etapa, a de Seleção do sistema e coleta de informações, consiste em identificar e documentar o sistema ou processo que será o foco do estudo. Na etapa seguinte, a de Análise dos modos de falhas e efeitos, serão identificados e documentados todas as funções e seus modos de falha, junto com os efeitos que elas acarretam, utilizando a metodologia do FMEA (Failure Mode and Effects Analysis). Em seguida, na Seleção das funções significante, utiliza-se um método estruturado para analisar cada função da etapa anterior e verificar se a falha tem efeito significante. Na etapa de Seleção das atividades aplicáveis, determinam-se as tarefas de manutenção preventiva que melhor se enquadram para prevenir ou corrigir cada

31 29 modo de falha. Na quinta etapa, a Avaliação da eficácia das atividades, forma-se um processo estruturado para determinar se uma tarefa de manutenção preventiva é efetiva para reduzir, a níveis aceitáveis, as conseqüências da falha. Para a Seleção das atividades aplicáveis e efetivas é utilizado, através de um processo estruturado, uma melhor tarefa. E por fim, a sétima etapa estabelece os métodos e critérios para definição da periodicidade de execução das atividades selecionadas Falhas O objetivo de uma manutenção eficaz é produzir um sistema com alto desempenho a baixo custo. Para isso, é necessário entender as falhas em todos os níveis do sistema, subsistema, componente e até mesmo o nível da peça. Quando a manutenção, através de seu pessoal ou em grupos multidisciplinares, utiliza-se das ferramentas de análise de falhas, está praticando a Engenharia de Manutenção e a MCC trabalha desta forma para cercar qualquer probabilidade de ocorrer à falha e tentar antecipar-se deste evento. A ABNT, através da NBR 5462:1994, define falha como término da capacidade de um item desempenhar sua função requerida e pane como sendo o estado de um item caracterizado pela incapacidade de realizar esta função requerida, excluindo a incapacidade durante a manutenção preventiva ou outras ações planejadas, ou pela falta de recursos externos. Esta mesma norma define que uma pane em um item corre depois de uma falha, onde que a falha é um evento e a pane é um estado. Para Moubray (2000), falha é simplesmente definida como a incapacidade de qualquer ativo de fazer o que seu usuário quer que ele faça e também classifica como falha funcional como a incapacidade que qualquer ativo de cumprir uma função para um padrão de desempenho que é aceitável pelo usuário. Siqueira (2005) afirma que, de maneira geral, uma falha consiste na interrupção ou alteração na capacidade de um item desempenhar uma função requerida ou esperada. Assim, as falhas podem ser classificadas sob vários aspectos, tais como origem, extensão, velocidade, manifestação, idade ou criticidade. A Figura 8 a seguir relaciona todos estes aspectos e suas ramificações, em acréscimo a classificação adotada no MCC.

32 30 Figura 8: Estrutura de classificação de falhas. Fonte: SIQUEIRA (2005) Assim, o estudo das falhas constitui uma parte essencial da MCC, seguida da identificação e da documentação das funções. Para os objetivos da MCC, as falhas são classificadas de acordo com o efeito que provocam sobre uma função do sistema a que pertencem, em duas categorias básicas (SIQUEIRA, 2005): Falha funcional: definida pela incapacidade de um item em desempenhar uma função especifica dentro dos limites desejados de performance, e Falha potencial: definida como condição identificável e mensurável que indica uma falha funcional pendente ou em processo de ocorrência. As falhas funcionais, por sua vez, são classificadas segundo Siqueira (2005) conforme MCC em três classes conforme a sua visibilidade:

33 31 Falha evidente: é aquela que se detecta facilmente pela equipe de operação durante o trabalho normal. Falha oculta: diferente da falha evidente, ela não é detectada pela equipe de operação durante o trabalho normal, e Falha múltipla: é uma combinação entre uma falha oculta mais uma segunda falha, ou evento que a torne evidente FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) Para entendermos a função do FMEA, é importante conhecer profundamente o que é um modo de falha, pois o conceito anterior de que falha é qualquer tipo de evento que possa levar um ativo, um sistema ou um processo a falhar é muito vago e simplista para o estudo. Siqueira (2005) afirma que na manutenção, o FMEA é utilizado na MCC com o intuito de documentar, avaliar, e priorizar o impacto potencial de cada falha funcional visando definir formas de prevenção ou correção. No estudo do FMEA, são identificados os seguintes aspectos, para cada função de uma instalação: Função: objetivo, com o nível desejado de performance. Falha funcional: perda da função ou desvio funcional. Modo de falha: o que pode falhar. Causa da falha: porque ocorre a falha. Efeito da falha: impacto resultante na função principal. Criticidade: severidade do defeito. Além disso, Siqueira (2005) diz que é comum incluir no estudo os sintomas da falha, o roteiro de localização, o mecanismo da falha, as taxas de falhas e as recomendações. Para Lafraia (1997), o primeiro passo para a elaboração do FMEA é identificar todos os modos de falha que podem levar a falha funcional. Não se deve tentar listar todos os modos de falha possíveis e sim levar em consideração sua probabilidade de ocorrência. No caso do FMEA aplicada diretamente a MCC, o gerenciamento da manutenção é feito em nível de modo de falha, enquanto na manutenção tradicional a gestão é feita em nível de componente ou equipamento. Normalmente recomenda-se elaborar uma tabela para identificar as falhas funcionais possíveis para cada componente.

34 32 A documentação da análise das falhas em potencial é feita através do preenchimento de um formulário padronizado, que serve também para dispor e organizar todas as informações disponíveis. O Quadro 1, ilustrado a seguir mostra um formulário de FMEA conforme IQA (Instituto de Qualidade Automotiva) 1997, constituído dos seguintes campos: Número do FMEA: número do documento para ser utilizado a fins de rastreabilidade; Identificação do item: a identificação do componente, subsistema, ou sistema foco da análise; Modelo/Ano: o modelo e o ano dos produtos que irão utilizar ou ser afetados pelo processo de análise; Departamento: departamento responsável pelo estudo; Preparado por: o nome do responsável pela coordenação do estudo; Data limite: a data limite para o fechamento do estudo, a qual não deve exceder a própria data limite do inicio da produção; Data do FMEA: a data em que foi efetuado o estudo pela primeira vez e a data da ultima revisão; Equipe de estudo: os nomes e os departamentos dos participantes com autorização para identificar e executar tarefas; Operação/propósito: descreve de forma simplificada cada operação a ser analisada; Modos potenciais de falha: são definidos como eventos ou fenômenos físicos que provocam a transição da função do equipamento de um estado normal para um estado anormal; Efeito potencial da falha: são as conseqüências dos modos potenciais de falha, conforme concebidos pelo cliente; Severidade (S): é o impacto que o efeito do modo potencial de falha tem sobre a operação do sistema; Classificação: coluna utilizada para classificar a operação como crítica para a segurança ou para a qualidade, sendo que nestes casos, podem ser necessários controles especiais sobre a operação; Causas/potenciais de falha: etapa onde busca identificar a origem do modo potencial de falha;

35 33 Ocorrência (O): relacionado à freqüência que ocorrem as causas/mecanismos das falhas, aconselha-se a utilizar dados estatísticos aos dados históricos coletados em processos similares. Caso contrário, será preciso fazer uma análise subjetiva entre a equipe de estudo, classificando a probabilidade de ocorrência numa escala de 1 a 10. Controles atuais no processo: deve descrever os controles incorporados no processo que pode impedir ou detectar um modo de falha; Detecção (D): é uma estimativa da habilidade dos controles atuais em detectar os modos de falha em considerações, antes de o produto deixar a zona de manufatura; Número de prioridade de risco (NPR): valor calculado para priorizar as ações de correção/melhoria através do produto entre a Severidade, Ocorrência e Detecção; Ações recomendadas: após priorizar as ações de correção/melhoria, a ação recomendada deve reduzir a Severidade, a Ocorrência ou a não Detecção; Responsável e data para ação: Indica o grupo ou indivíduo responsável pela ação recomendada, assim como a data limite para conclusão da tarefa; Ações efetuadas: uma breve descrição das ações de correção/melhoria implementada e também a data da implantação; Risco resultante (R): depois que as ações corretivas tiverem sido identificadas, mas antes de serem efetuadas, faz-se uma estimativa da situação futura para a Severidade, Ocorrência e Detecção. Se não há previsão de nenhuma ação, esta ultima coluna permanecerá em branco. Quadro 1: Formulário FMEA sugerido pela norma ISO Fonte: IQA, 1997.

36 Confiabilidade, Disponibilidade e Manutenabilidade. A NASA (2000) classifica confiabilidade como a probabilidade de que um item irá sobreviver a um determinado período de funcionamento, nos termos especificados de condições de funcionamento, sem falhas. A probabilidade condicional de falha mede a probabilidade de que um determinado item ao entrar numa determinada idade ou intervalo irá falhar durante este período. Se a probabilidade condicional de falha aumenta com a idade, o item mostra características de desgaste, refletindo o efeito negativo global da idade sobre a confiabilidade. Já para Siqueira (2005), para a manutenção, interessa a probabilidade de que o item sobreviva a um dado intervalo (de tempo, ciclos, distâncias, etc.). E esta probabilidade é chamada de Confiabilidade. Resumidamente, confiabilidade é a probabilidade de um item, ativo ou produto cumprir sua função especifica durante um determinado período de tempo em um ambiente definido, também expresso como o Tempo Médio Entre as Falhas (ou MTBF Mean Time Between Failures), que é o coeficiente entre o tempo total de operação do item estudado dividido pelo numero de falhas observadas em um período de tempo. Assim, conforme equação (1), quanto maior o valor de MTBF, mais confiável será. t R (t) = exp (1) TMEF Em que: R(t) = confiabilidade a qualquer tempo t; TMEF = Tempo Médio entre Falhas; t = tempo previsto de operação; exp = base dos logaritmos neperianos (e = 2,303). O conceito de Disponibilidade é utilizado para analisar o tempo em que os equipamentos ficam a disposição da produção. O tempo disponível do equipamento é o tempo que o equipamento esta operando somando o tempo de espera (Stand-by) e o tempo de indisponibilidade é o tempo que o equipamento permanece sob intervenção de algum tipo de reparo ou aguardando a equipe de manutenção.

37 35 Ainda a respeito de Disponibilidade, a NBR-5462 (1994) define como a capacidade de um item estar em condições de executar sua função em um dado instante ou durante um intervalo de tempo determinado, levando-se em conta os aspectos combinados de sua confiabilidade, mantenabilidade e suporte de manutenção, supondo que os recursos externos requeridos estejam assegurados. Esta norma prescreve que o desempenho suporte de manutenção esta relacionado a capacidade de uma organização em prover os recursos necessários para manter um item em condições especificadas e em acordo com a política de manutenção escolhida. A ReliaSoft, uma das mais conceituadas empresas de Engenharia de Confiabilidade, fundada em 1992, diz que a disponibilidade é critério de desempenho utilizado em sistemas reparáveis e que considera a confiabilidade e a manutenabilidade dos componentes de um sistema. Ela é definida como a probabilidade de um sistema estar operando adequadamente quando ele for requisitado para o uso. Da mesma forma, é a probabilidade de que o sistema não esta falho ou necessitando de uma ação corretiva quando for necessária a sua utilização. Assim, podemos definir em três tipos de disponibilidade: a Inerente, a Executada e a Operacional. Disponibilidade Inerente: é considerado como paralisação somente o tempo ativo de reparo, conforme equação (2): DISP TMEF = i TMEF + (2) TMPR Disponibilidade Executada: é incluído no tempo de paralisação o tempo ativo de reparo e o tempo administrativo presentes nas ações da manutenção, conforme equação (3): DISP TMEM = e TMEM + (3) TMPM Disponibilidade Operacional: é considerado apenas o tempo em que o equipamento, sistema ou instalação esteve operando, conforme mostrado na equação (4) a seguir: DISP TMEM = o TMEM + (4) TMP